JPH02141594A - Method and device for forming high-purity metallic cylindrical body - Google Patents

Method and device for forming high-purity metallic cylindrical body

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JPH02141594A
JPH02141594A JP29676388A JP29676388A JPH02141594A JP H02141594 A JPH02141594 A JP H02141594A JP 29676388 A JP29676388 A JP 29676388A JP 29676388 A JP29676388 A JP 29676388A JP H02141594 A JPH02141594 A JP H02141594A
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copper
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高沢 洋一
Yoshifumi Abe
吉史 安部
Takehiko Inomata
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Abstract

PURPOSE:To deposit an extremely high-purity metal around a revolving shaft of a cathode and to produce a cylindrical body consisting of the high-purity metal for production of a superconducting wire by putting an electrolyte contg. metal ions into an electrolytic cell, immersing consumable anodes and the cathode consisting of the revolving shaft therein and energizing the two electrodes while revolving the cathode. CONSTITUTION:The electrolyte consisting of an aq. soln. contg. copper sulfate and sulfuric acid is put into the electrolytic cell 2 and the consumable anodes 5, 5 consisting of copper plates and the cathode consisting of the revolving shaft 4 made of Ti are immersed therein. A DC voltage is applied between the cathode 4 and the anode 5 by a power source P to energize the two electrodes and while the Cu ions are replenished by dissolving the copper plates of the consumable anode 5, the copper D having the extremely high purity is deposited at a uniform thickness around the Ti revolving shaft 4 which is the cathode. The cathode is taken out of the electrolyte when the deposited copper D grows to a prescribed thickness. The deposited copper is then pulled from the revolving shaft 4 and the cylindrical body of the Cu having the extremely high purity for production of the superconducting wire is thus produced.

Description

【発明の詳細な説明】 上の1 本発明は、金属パイプのような金属円筒体を形成する装
置に係わり、特に電解精製法を利用して純度の低い金属
より直接的に高純度の金属の円筒体を形成し、超電導線
の安定化材料として利用することができるような純度の
極めて高い金属の円筒体を形成する高純度金属円筒体形
成方法及びその装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION 1. The present invention relates to an apparatus for forming a metal cylindrical body such as a metal pipe, and particularly relates to an apparatus for forming a metal cylindrical body such as a metal pipe. The present invention relates to a method and apparatus for forming a high-purity metal cylindrical body, which forms a cylindrical body of extremely high purity metal that can be used as a stabilizing material for superconducting wires.

びその  占 従来、例えば、超電導線を製造する場合、チタン、ニオ
ブ、スズ等から成る超電導合金を高純度Cuパイプのよ
うな高純度金属パイプ中に複合して素線を作製し、この
作製された素線を多数本束ねて、さらに、高純度Cuパ
イプのような高純度金属パイプに充填し、これを押出し
加工あるいは引抜き加工等によって所定サイズに製造し
ていた。このように超電導線を製造する際に用いられる
高純度Cuパイプのような高純度金属パイプは、超電導
線の一部が常電導に転移した場合でも、流れている電流
を高純度金属に分流させてジュール熱の発生を小さく抑
えるため等に用いられるものであり、したがって、この
高純度金属パイプは、超電導線の安定化材料として用い
られるもので、これに用いられる金属は、不純物を含ま
ず、極めて高い純度が求められるものである。
Traditionally, for example, when manufacturing superconducting wire, a superconducting alloy made of titanium, niobium, tin, etc. is composited into a high-purity metal pipe such as a high-purity Cu pipe to create a wire. A large number of strands of wire are bundled and then filled into a high-purity metal pipe such as a high-purity Cu pipe, which is then manufactured into a predetermined size by extrusion or drawing. In this way, high-purity metal pipes such as high-purity Cu pipes used in manufacturing superconducting wires are able to shunt the flowing current to the high-purity metal even if part of the superconducting wire transitions to normal conductivity. Therefore, this high-purity metal pipe is used as a stabilizing material for superconducting wires, and the metal used in it does not contain any impurities. Extremely high purity is required.

このような高純度金属パイプは、これまで、例えば高純
度のCuのような金属を融解して所定の鋳塁に流し込ん
で高純度金属パイプを作製していたり、あるいは「るつ
ぼ」内で高純度金属を融解し、そのまま冷却して金属の
塊を作り、その後は周辺部もしくは中心部を切削加工し
て円筒状にしたのち押出し加工機等によってパイプ状に
して金属パイプを作製するか、または鍛造圧延によって
得られた金属板を丸めた後、その継目を溶接してパイプ
状にして金属パイプを作製していた。
Until now, such high-purity metal pipes have been produced by melting metal such as high-purity Cu and pouring it into a predetermined cast base, or by melting high-purity metal such as Cu in a "crucible". Metal is melted and cooled to form a metal lump, then the peripheral part or center is cut into a cylindrical shape, and then it is made into a pipe shape using an extrusion machine etc. to make a metal pipe, or it is forged. A metal pipe was produced by rolling a metal plate obtained by rolling and then welding the joints to form a pipe.

しかし、上記したような従来技術では、高純度金属の溶
解工程が必要であり、このとき溶解工程に伴なう作業に
より、あるいは溶解工程に用いられる「るつぼ」等から
、作製される高純度金属パイプへ鉄(Fe)、銀(Ag
)あるいはイオウ(S)等の不純物の侵入が避けられな
かった。このような不純物の侵入が起こると不純物の影
響により、超電導線用安定化材料としての3R(Res
idual  Re5istance  Rate)値
、すなわち残留抵抗値が大きく低下して、この高純度金
属パイプの超電導線用安定化材料としての使用に支障を
きたすことになる。このため、不純物の汚染なく高純度
金属を融解して高純度金属パイプを作製するためには、
高純度金属を真空中で鋳造したり、あるいは高純度るつ
ぼ等を使用しなければならず、特殊な設備や器具を必要
としていた。
However, the conventional technology described above requires a process of melting high-purity metal, and at this time, the high-purity metal produced by the work accompanying the melting process or from the "crucible" etc. used in the melting process. Iron (Fe), silver (Ag) to the pipe
) or impurities such as sulfur (S) could not be avoided. When such impurity infiltration occurs, 3R (Res) as a stabilizing material for superconducting wires is affected by the impurity.
The residual resistance value, that is, the residual resistance value, decreases significantly, which impedes the use of this high-purity metal pipe as a stabilizing material for superconducting wires. Therefore, in order to melt high-purity metal and create high-purity metal pipes without contamination with impurities,
High-purity metals had to be cast in a vacuum, or high-purity crucibles had to be used, requiring special equipment and equipment.

が  じようと る したがって、本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、融解工程を必要とすることなく、しか
も真空状態あるいは高純度るつぼ等の特殊な設備や器具
を必要とすることなく、簡単かつ容易に、超電導線等に
用いられる高純度金属円筒体を、不純物の侵入汚染を招
くことなく製造することができる高純度金属円筒体形成
方法及びその装置を提供することである。
Therefore, the present invention has been made in view of the above points, and its purpose is to eliminate the need for a melting process and to use special equipment and equipment such as a vacuum state or a high-purity crucible. To provide a method for forming a high-purity metal cylindrical body and an apparatus therefor, which can simply and easily produce a high-purity metal cylindrical body used for superconducting wires, etc., without introducing contamination from impurities. That's true.

るため 上記目的は本発明に関わる高純度金属円筒体形成方法及
びその装置によって達成される。要約すれば本発明は、
電解液が充填された電解槽に、陰極として回転軸を回転
自在に担持し、陽極として被電着金属を配置すること、
前記回転軸を所定速度で回転させること、前記回転軸と
前記被電着金属との間に所定の電流密度で通電し、回転
中の前記回転軸上に前記被電着金属を所定厚まで円筒状
に電着させること、前記回転軸上で前記電着した金属が
所定厚まで電着したときに、前記回転軸を前記5電解槽
から取り出し、前記電着した金属の部分のみを前記回転
軸から引き抜くことの各工程を備えた高純度金属円筒体
形成方法、及び電解液を収容した電解槽と、少なくとも
一部は電解液中に浸漬され回転駆動される陰極回転軸と
、浸漬され陽極として用いられる被電着金属と、前記回
転軸を支持するための回転軸支持手段と、前記回転軸を
回転させる回転駆動手段と、前記回転軸及び前記被電着
金属の間に通電するための電源とを備えて成る高純度金
属円筒体形成装置である。
Therefore, the above objects are achieved by the method and apparatus for forming a high-purity metal cylinder according to the present invention. In summary, the present invention:
A rotating shaft is rotatably supported as a cathode in an electrolytic cell filled with an electrolytic solution, and a metal to be electrodeposited is placed as an anode.
rotating the rotating shaft at a predetermined speed; applying current at a predetermined current density between the rotating shaft and the electrodeposited metal; and applying the electrodeposited metal to a predetermined thickness on the rotating rotating shaft in a cylindrical manner. When the electrodeposited metal has been electrodeposited to a predetermined thickness on the rotating shaft, the rotating shaft is taken out from the electrolytic bath 5, and only the electrodeposited metal portion is deposited on the rotating shaft. A method for forming a high-purity metal cylindrical body comprising the steps of pulling it out from the electrolyte, an electrolytic tank containing an electrolyte, a cathode rotating shaft at least partially immersed in the electrolyte and driven to rotate, and a cathode rotating shaft that is immersed and serves as an anode. The electrodeposited metal to be used, a rotating shaft support means for supporting the rotating shaft, a rotation driving means for rotating the rotating shaft, and a power source for supplying current between the rotating shaft and the electrodeposited metal. A high-purity metal cylindrical body forming apparatus comprising:

実」1例− 以下、本発明を、その一実施例に基づいて添付図面を参
照しつつ説明する。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be explained based on one embodiment with reference to the accompanying drawings.

まず、本発明の実施例について説明する前に、本発明の
原理について第1図を参照して説明する。第1図は、本
発明による高純度金属円筒体形成装置の原理図を示すも
ので、本発明の高純度金属円筒体形成装置1は電解槽2
を備え、この電解槽2内には、摺動電極3を介して電源
Pのマイナス極に接続される陰極としての回転軸4が配
置されると共に、この回転軸4に対してやや離間して電
源Pのプラス極に接続される陽極としての一対の被電着
金属である銅板5が配置されている。ここで、この被電
着金属とは、陽極としての銅板5が電気分解により溶解
して、陰極としての回転軸4上に析出して電着するよう
な、陽極として用いられる金属をいう。
First, before describing embodiments of the present invention, the principle of the present invention will be explained with reference to FIG. FIG. 1 shows a principle diagram of a high-purity metal cylindrical body forming apparatus 1 according to the present invention.
A rotating shaft 4 serving as a cathode connected to the negative pole of a power source P via a sliding electrode 3 is disposed inside the electrolytic cell 2, and a rotating shaft 4 is arranged at a slight distance from the rotating shaft 4. A pair of copper plates 5, which are electrodeposited metals, are arranged as anodes connected to the positive electrode of the power source P. Here, the term "electrodeposited metal" refers to a metal used as an anode such that the copper plate 5 serving as the anode is melted by electrolysis and deposited and electrodeposited on the rotating shaft 4 serving as the cathode.

回転軸4は、電解槽2内に浸されていない一端部側にお
いて、絶縁部材6を有する連結部7を介して回転駆動部
8に着脱自在に連結、固定されており、この回転駆動部
8からの回転駆動力が回転軸4に正確に伝達されるよう
に構成されている。
The rotating shaft 4 is removably connected to and fixed to a rotational drive section 8 via a connection section 7 having an insulating member 6 at one end side that is not immersed in the electrolytic bath 2 . The rotational driving force from the rotary shaft 4 is accurately transmitted to the rotating shaft 4.

そして、回転軸4の他端側は、電解槽2内で回転自在と
なるように、電解槽2の底板よりもやや離間していると
共に、電解槽2内には、例えば硫酸に銅を溶解して作製
された電解液りが所定量充填されている。
The other end of the rotating shaft 4 is slightly spaced apart from the bottom plate of the electrolytic cell 2 so that it can freely rotate within the electrolytic cell 2. A predetermined amount of electrolytic solution prepared in this manner is filled.

このように構成される本発明の高純度金属円筒体形成装
置は、電源Pから所定の電流密度にて陰極としての回転
軸4及び陽極としての銅板5に通電すると共に、回転駆
動部8を作動して回転駆動部8からの回転駆動力を、絶
縁部材6を有する連結部7を介して回転軸4に伝達し、
回転軸4を所定の回転数で回転する。
The high-purity metal cylindrical body forming apparatus of the present invention configured as described above energizes the rotating shaft 4 as a cathode and the copper plate 5 as an anode at a predetermined current density from the power source P, and operates the rotation drive unit 8. transmitting the rotational driving force from the rotational drive unit 8 to the rotating shaft 4 via the connecting unit 7 having the insulating member 6;
The rotating shaft 4 is rotated at a predetermined number of rotations.

そのとき、電解液りが充填された電解槽2では、通電に
より、電気分解の原理によって電気分解が起こり、被電
着金属としての陽極の銅板5は溶解すると共に、陰極の
回転軸4には、陽極の銅板5からの銅が析出して付着、
すなわち電着する。その際、回転軸4は、回転している
ので、回転軸4の表面には、析出銅りが均一に付着され
得る。このようにして回転軸4上には、析出銅りが付着
し、この析出銅りは回転軸4の周囲において円筒状に形
成され、しかも回転軸4表面上に析出した析出銅りは、
始めに陽極として用いられた被電着金属としての銅板5
の純度よりもかなり純度の高いものが得られる。すなわ
ち、純度の低い被電着金属として用いられる陽極の銅板
から純度の高い析出金属、すなわち析出銅が陰極の回転
軸に析出、電着して、電解精製が行なわれるものである
At this time, in the electrolytic tank 2 filled with the electrolytic solution, electrolysis occurs according to the principle of electrolysis when electricity is applied, and the copper plate 5 of the anode as the electrodeposited metal is dissolved, and the rotating shaft 4 of the cathode is dissolved. , copper from the copper plate 5 of the anode precipitates and adheres,
In other words, it is electrodeposited. At this time, since the rotating shaft 4 is rotating, the precipitated copper paste can be uniformly adhered to the surface of the rotating shaft 4. In this way, the precipitated copper paste adheres to the rotating shaft 4, and this precipitated copper paste is formed into a cylindrical shape around the rotating shaft 4, and the precipitated copper paste deposited on the surface of the rotating shaft 4 is
Copper plate 5 as electrodeposited metal initially used as an anode
The purity is much higher than that of . That is, electrolytic refining is performed by depositing and electrodepositing high-purity precipitated metal, ie, precipitated copper, on the rotating shaft of the cathode from the copper plate of the anode, which is used as a low-purity electrodeposited metal.

このようにして得られた回転軸4上の析出銅りは、回転
軸4を連結部7から離し、その後回転軸4上の析出銅り
のみを器具等にて固定し、回転軸4を引き抜くことによ
り、回転軸4部分が中空になった円筒状の析出銅りが得
られる。なお、このとき、回転軸4から析出銅りの引き
抜きを容易とするために回転軸4の表面に石鹸液等を上
記した電解精製に先立って予め塗布しておくことが好ま
しい。
The deposited copper paste on the rotating shaft 4 obtained in this way is removed by separating the rotating shaft 4 from the connecting part 7, and then fixing only the deposited copper paste on the rotating shaft 4 with a tool or the like, and then pulling out the rotating shaft 4. As a result, a cylindrical deposited copper alloy is obtained in which the rotating shaft 4 portion is hollow. At this time, in order to facilitate the extraction of the deposited copper paste from the rotating shaft 4, it is preferable to previously apply a soap solution or the like to the surface of the rotating shaft 4 prior to the electrolytic refining described above.

以下、本発明による一実施例を第2図を参照して説明す
る。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

第2図は、本発明による高純度金属円筒体形成装置の一
実施例の部分的に破断した概略斜視図であり、この高純
度金属円筒体形成装置lOは、横型タイプのものであり
、矩形状になる外槽11及びこの外槽11内に収容され
る矩形状の電解槽としての内槽12を備えており、外槽
11は、基台Aに載置されている。内槽12は、第1図
に示される如く外槽11内に収容されるように、外1a
11よりもやや小さく形成されており、その長手方向が
外槽11の長手方向と一致させられて外槽ll内に収容
されるが、その際、内槽12は、外底部両端側に一対の
脚13を有し、これらの脚13により内槽12は、外槽
11の底板よりやや離間して外槽11内に収容されてい
る。
FIG. 2 is a partially cutaway schematic perspective view of an embodiment of the high-purity metal cylinder forming apparatus according to the present invention. It is provided with an outer tank 11 having a shape and an inner tank 12 as a rectangular electrolytic tank housed in the outer tank 11, and the outer tank 11 is placed on a base A. The inner tank 12 is housed in the outer tank 11 as shown in FIG.
11, and is accommodated in the outer tank 11 with its longitudinal direction aligned with the longitudinal direction of the outer tank 11. At this time, the inner tank 12 has a pair of holes on both ends of the outer bottom. The inner tank 12 has legs 13, and the inner tank 12 is accommodated in the outer tank 11 with a slight distance from the bottom plate of the outer tank 11.

外槽11の長手方向と直交する外層11の両側壁14及
び内槽12の長手方向と直交する内層12の両側壁15
には、そのほぼ中央部に、それぞれ、上方が開口した縦
長のスリット16.17が外槽11及び内槽12の底部
よりも好適位置の高さまで設けられている。両側壁14
.15に設けられるこれらのスリット16.17は、外
槽11及び内槽12の長手方向に沿って一致している。
Both side walls 14 of the outer layer 11 are perpendicular to the longitudinal direction of the outer tank 11, and both side walls 15 of the inner layer 12 are perpendicular to the longitudinal direction of the inner tank 12.
, are provided with vertically elongated slits 16 and 17, which are open at the top, at a preferable height above the bottoms of the outer tank 11 and the inner tank 12, respectively, at approximately the center thereof. Both side walls 14
.. These slits 16,17 provided in 15 coincide along the longitudinal direction of the outer tank 11 and the inner tank 12.

したがって、スリ1)16.17の上方から挿入し、こ
れらのスリ1)16.17の側部とわずかに離間させ、
かつこれらのスリットを通って内槽12内及び外槽内1
1を通過するように回転軸18を配設することが可能で
あり、この配設された回転軸18は、外槽11の長手方
向にて、外槽11の外側両端部に配設される回転軸支持
手段としての一対のベアリング19に支持される。これ
らのベアリング19は、好適な高さに設定されたベアリ
ング載置台20上に着脱可能に固定され、このベアリン
グ載置台20は、前述した基台A上にて固定される。な
お、回転軸18は、本実施例ではチタン製である。
Therefore, it is inserted from above the pickpockets 1) 16.17, and slightly spaced from the sides of these pickpockets 1) 16.17.
And through these slits, the inside of the inner tank 12 and the inside of the outer tank 1
It is possible to arrange the rotating shaft 18 so as to pass through the outer tank 1, and the arranged rotating shaft 18 is arranged at both outer ends of the outer tank 11 in the longitudinal direction of the outer tank 11. It is supported by a pair of bearings 19 as rotating shaft support means. These bearings 19 are removably fixed on a bearing mounting table 20 set at a suitable height, and this bearing mounting table 20 is fixed on the base A described above. Note that the rotating shaft 18 is made of titanium in this embodiment.

一対のベアリング19に支持され、ベアリング19から
突出した回転軸18の一端側には、プリ21が装着され
、このプーリ21は、絶縁性材料から成るベルト22を
介して、回転駆動手段としてのモータ23の回転軸に装
着されたプーリ24と接続されている。したがって、モ
ータ23の回転駆動力がプーリ24、ベルト22及びプ
ーリ21を介して回転軸18に伝達されることになる。
A pulley 21 is attached to one end of the rotating shaft 18 that is supported by a pair of bearings 19 and protrudes from the bearings 19. This pulley 21 is connected to a motor as a rotational drive means via a belt 22 made of an insulating material. It is connected to a pulley 24 mounted on a rotating shaft 23. Therefore, the rotational driving force of the motor 23 is transmitted to the rotating shaft 18 via the pulley 24, belt 22, and pulley 21.

ベアリング19から突出した回転軸18の他端側には、
回転軸18と接触し、電8Fのマイナス側に接続される
ブラシ25が装着されている。なお、このとき回転軸1
8の一端側のベルト22は絶縁蔀となっている。したが
って、回転軸18は陰極として用いられることになる。
On the other end side of the rotating shaft 18 protruding from the bearing 19,
A brush 25 is attached that comes into contact with the rotating shaft 18 and is connected to the negative side of the electric wire 8F. In addition, at this time, the rotating shaft 1
The belt 22 on one end side of the belt 8 is an insulating collar. Therefore, the rotating shaft 18 will be used as a cathode.

また、電解精製により回転軸18に析出した析出銅りが
成長し、電解液面上に露出すると、析出銅りがあたかも
水車のようになって電解液を飛散させることになり、一
方析出銅りを電解液面下に水没させると電流を増すこと
ができ、析出銅りの生産性が良くなることから、内槽1
2内の電解液を好適に流出させないように、内槽12の
スリット17には、スリット板17′を挿入した後、所
定量の電解液りを充填すると共に、複数枚、例えば2〜
4枚(本実施例では、2枚が図示されている。)の被電
着金属としての銅板26(本実施例では銅の純度が99
.99%のものが用いられる)が、回転軸18と接触し
ないように、回転軸18から離間して立設されており、
この銅板26は電源Pのプラス側と接続されている。し
たがって、銅板26は陽極として用いられることになる
。なお、上述した電解液りは、硫酸(HzSO4)ある
いは硝酸(Hz N03)を80g/文〜120 g 
/ fLに対し、銅(Cu)を30〜50g/見を溶解
して電解液としたものであり(本実施例では、硫酸(H
2304)を100 g/lに対し、銅(Cu)を40
g/文を溶解したものを用いた)、電解温度は、約20
度〜60度(本実施例では約40度)に設定されている
In addition, when the deposited copper deposited on the rotating shaft 18 grows due to electrolytic refining and is exposed on the electrolyte surface, the deposited copper becomes like a water wheel and scatters the electrolyte. Inner tank 1 can be submerged under the electrolyte surface to increase the current and improve the productivity of deposited copper.
After inserting a slit plate 17' into the slit 17 of the inner tank 12, a predetermined amount of electrolyte is filled in the slit 17 of the inner tank 12 so as to prevent the electrolyte in the inner tank 2 from flowing out.
Four (in this example, two sheets are shown) copper plates 26 as electrodeposited metals (in this example, copper has a purity of 99).
.. (99% of them are used) are erected apart from the rotating shaft 18 so as not to come into contact with the rotating shaft 18,
This copper plate 26 is connected to the positive side of the power supply P. Therefore, the copper plate 26 will be used as an anode. In addition, the electrolytic solution mentioned above contains sulfuric acid (HzSO4) or nitric acid (Hz N03) at a concentration of 80g/liter to 120g.
/ fL, 30 to 50 g/fL of copper (Cu) is dissolved to make an electrolytic solution (in this example, sulfuric acid (H
2304) to 100 g/l and 40 g/l of copper (Cu).
), the electrolysis temperature was approximately 20
degree to 60 degrees (approximately 40 degrees in this embodiment).

なお、内層12の電解液面は、液面レベルが一定となる
ような堰(孔)29を多数設け、これより流出した電解
液は、外槽11及び内槽12の間に流れ、そして排出パ
イプ31によりタンク30に導入され、ポンプ32によ
り内槽12に循環することができるようにされている。
Note that the electrolyte level in the inner layer 12 is provided with a number of weirs (holes) 29 to keep the liquid level constant, and the electrolyte flowing out from these weirs flows between the outer tank 11 and the inner tank 12, and is then discharged. It is introduced into the tank 30 through a pipe 31 and can be circulated to the inner tank 12 through a pump 32.

したがって、スリブ)17と回転軸18との間の間隙及
び内槽12の側壁15とフランジ27との間の間隙は、
非常に小さくされており、その結果、スリット17はフ
ランジ27によって塞がれるようになり、内槽12内に
充填されている電解液りは、外槽11へ非常にわずかづ
つ流出するだけである。
Therefore, the gap between the sleeve 17 and the rotating shaft 18 and the gap between the side wall 15 of the inner tank 12 and the flange 27 are as follows:
As a result, the slit 17 is closed by the flange 27, and the electrolyte filled in the inner tank 12 only flows out into the outer tank 11 very little. .

その際、回転軸18が回転しても、回転軸18及びこれ
に装着され一体的に回転するフランジ27は、スリット
17及び側壁15と離間しているので、これらと接触し
て回転軸18の回転が妨げられることはない。
At this time, even if the rotating shaft 18 rotates, the rotating shaft 18 and the flange 27 attached thereto and rotating integrally are separated from the slit 17 and the side wall 15, so the rotating shaft 18 comes into contact with the slit 17 and the side wall 15. Rotation is not obstructed.

以上のような構成になる本発明の高純度金属円筒体形成
装置の作用について以下に述べる。
The operation of the high-purity metal cylindrical body forming apparatus of the present invention configured as described above will be described below.

いま、本発明の高純度金属円筒体形成装置が作動状態に
あるとき、電源Pから陽極の銅板26(純度99.99
9%)及び陰極の回転軸18に80〜120A/rn’
(本実施例では100A/m’)の電流密度を有する電
流を通電すると共に、モータ23の回転駆動力をプーリ
24.ベルト22、プーリ21を介して伝達して、回転
軸18を150〜250rpm(本実施例では200r
pm)で回転するように設定する。なお、このとき、回
転軸18の表面上には、離型剤として石鹸液等が塗布さ
れている。
Now, when the high-purity metal cylindrical body forming apparatus of the present invention is in operation, the anode copper plate 26 (purity 99.99
9%) and 80 to 120 A/rn' to the rotating shaft 18 of the cathode.
A current having a current density of (100 A/m' in this embodiment) is applied, and the rotational driving force of the motor 23 is applied to the pulley 24. Transmission is made via the belt 22 and pulley 21 to rotate the rotating shaft 18 at 150 to 250 rpm (200 rpm in this embodiment).
pm). Note that at this time, a soap solution or the like is applied to the surface of the rotating shaft 18 as a mold release agent.

そうすると、電気分解の原理により、陽極の銅板26は
溶解すると共に、チタン製の回転軸18には、陽極の銅
板26からの銅が析出して付着、すなわち電着する。そ
の際、回転軸18は1回転しているので、回転軸18の
表面には、析出銅りが均一に付着され得る。このように
して回転軸18上には、析出銅りが付着し、この析出銅
りは回転軸18の周囲において円筒状に所定厚、例えば
65 m mまで付着、形成され、しかも回転軸18表
面上に析出した析出銅りは、始めに陽極として用いられ
た被電着金属としての銅板26の純度99.99%より
もかなり純度の高いものが得られる。
Then, due to the principle of electrolysis, the copper plate 26 of the anode is melted, and copper from the copper plate 26 of the anode is precipitated and attached, that is, electrodeposited, on the titanium rotating shaft 18. At this time, since the rotating shaft 18 rotates once, the precipitated copper paste can be uniformly adhered to the surface of the rotating shaft 18. In this way, the precipitated copper paste is deposited on the rotating shaft 18, and this precipitated copper paste is deposited and formed in a cylindrical shape around the rotating shaft 18 to a predetermined thickness, for example, 65 mm. The copper deposited on the surface has a purity considerably higher than the 99.99% purity of the copper plate 26 as the electrodeposited metal initially used as the anode.

このようにして回転軸18の周囲上に形成された円筒状
の析出銅りの分析値を、2つのサンプルについて下記の
表1に示す。
The analytical values of the cylindrical copper deposits formed around the rotating shaft 18 in this manner are shown in Table 1 below for two samples.

表1 この表1かられかるように、2つのサンプル、それぞれ
について、イオウ(S)、銀(A g)及び鉄(Fe)
の不純物の含有量はppm単位で極めて少なく、非常に
純度の高い、すなわち高純度の円筒状析出銅りを得るこ
とができる。
Table 1 As seen from this Table 1, sulfur (S), silver (A g) and iron (Fe) were contained in the two samples, respectively.
The content of impurities is extremely small in ppm units, and it is possible to obtain a cylindrical precipitated copper with very high purity, that is, with high purity.

この得られた円筒状析出銅りは、ベアリング19をベア
リング載置台20から離すことにより、ベアリング19
と回転軸18ごとスリット16.17を介して外槽11
及び内槽12から取り出される。その後、回転軸18か
らベアリング19がはずされ、回転軸18上の円筒状析
出銅りのみを回転軸引き抜き手段としての引き抜き装置
に固定して、回転軸18を引き抜くと、回転軸18が抜
けて所望する円筒状析出銅りのみが得られる。
The obtained cylindrical deposited copper paste can be removed from the bearing 19 by separating the bearing 19 from the bearing mounting table 20.
and the outer tank 11 through the slit 16 and 17 together with the rotating shaft 18.
and taken out from the inner tank 12. Thereafter, the bearing 19 is removed from the rotating shaft 18, and only the cylindrical deposited copper paste on the rotating shaft 18 is fixed to a pulling device as a means for pulling out the rotating shaft, and when the rotating shaft 18 is pulled out, the rotating shaft 18 is pulled out. Only the desired cylindrical deposited copper is obtained.

この円筒状析出銅りを引き抜き成形機等にかけ、細長く
延ばしてパイプ状に成形することにより超電導線の安定
化材料等として使用される高純度Cuパイプが形成され
る。
This cylindrical deposited copper is passed through a pultrusion molding machine or the like, and is elongated and formed into a pipe shape, thereby forming a high-purity Cu pipe used as a stabilizing material for superconducting wires.

上記したように、本実施例では、超電導線の安定化材料
として用いられる高純度のCuパイプを作製する場合に
、円筒状金属を電解によって直接的に得るため、従来、
用いられてきた高温での融解鋳造が不要であり、しかも
、るつぼを用いることがないので、るつぼからの不純物
の混入はない。さらに、従来の工程よりも短いために低
コストで、高純度Cuパイプを製造することができる。
As mentioned above, in this example, when producing a high-purity Cu pipe used as a stabilizing material for superconducting wires, the cylindrical metal is directly obtained by electrolysis, so conventionally,
There is no need for the high-temperature melt casting that has been used, and since no crucible is used, there is no contamination of impurities from the crucible. Furthermore, since the process is shorter than conventional processes, high-purity Cu pipes can be manufactured at lower cost.

なお、上記実施例では、陽極に銅(Cu)を用いた場合
を述べたが、本発明は、これに限るものではなく、電解
精製ができる金属であれば、陽極に被電着金属として用
いることができ、その場合にも、回転軸上には高純度の
円筒状析出金属を得ることができるものである。
In addition, although the above-mentioned example described the case where copper (Cu) was used for the anode, the present invention is not limited to this, and any metal that can be electrolytically refined can be used as the electrodeposited metal for the anode. Even in that case, a highly pure cylindrical precipitated metal can be obtained on the rotating shaft.

さらに、本発明は、上記実施例において、横型タイプの
高純度金属円筒体形成装置に関して述べたが、本発明は
、この実施例に限るものではなく、第1図を参照して説
明した如く縦型タイプのものにも適用することができる
Furthermore, although the present invention has been described with respect to a horizontal type high-purity metal cylindrical body forming apparatus in the above embodiment, the present invention is not limited to this embodiment. It can also be applied to mold types.

11立差1 以上、説明してきたように本発明の高純度金属円筒体形
成方法及びその装置によれば、電気分解を用いることに
より、回転する回転軸上に高純度の析出金属を均一に電
着させることができ、この析出金属から回転軸を引き抜
くことによって、円筒状に形成された高純度の析出金属
を直接的に得ることができるので、高温の融解工程を用
いずに、しかも真空状態あるいは高純度るつぼ等の特殊
な設備や器具を必要とすることもなく、したがって、融
解工程及びるつぼの使用に伴なう不純物の混入を招くこ
となく、簡単かつ容易に、高純度金属円筒体を製造する
ことができるという効果を奏する。
11 Differential difference 1 As explained above, according to the method and apparatus for forming a high-purity metal cylindrical body of the present invention, by using electrolysis, a high-purity precipitated metal is uniformly deposited on a rotating shaft. By pulling out the rotating shaft from this precipitated metal, a high-purity precipitated metal formed in a cylindrical shape can be obtained directly, without using a high-temperature melting process and in a vacuum state. Alternatively, there is no need for special equipment or equipment such as a high-purity crucible, and therefore, high-purity metal cylindrical bodies can be easily and easily produced without introducing impurities during the melting process or the use of crucibles. It has the advantage that it can be manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明による高純度金属円筒体形成方法を説
明するための概略原理図である。 第2図は1本発明による高純度金属円筒体形成装置の一
実施例の部分的に破断した概略斜視図である。 2.12:電解槽 4.18:回転軸 5.26:銅板 8.23:回転駆動手段 19:ベアリング 20:ベアリング載置台 21.24:プーリ 22:ベルト D:析出銅 L:電解液 P:電源
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the method of forming a high-purity metal cylinder according to the present invention. FIG. 2 is a partially cutaway schematic perspective view of an embodiment of an apparatus for forming a high-purity metal cylinder according to the present invention. 2.12: Electrolytic cell 4.18: Rotating shaft 5.26: Copper plate 8.23: Rotation drive means 19: Bearing 20: Bearing mounting table 21.24: Pulley 22: Belt D: Deposited copper L: Electrolyte P: power supply

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)電解液が充填された電解槽に、陰極として回転軸を
回転自在に担持し、陽極として被電着金属を配置するこ
と、 前記回転軸を所定速度で回転させること、 前記回転軸と前記被電着金属との間に所定の電流密度で
通電し、回転中の前記回転軸上に前記被電着金属を所定
厚まで円筒状に電着させること、 前記回転軸上で前記電着した金属が所定厚まで電着した
ときに、前記回転軸を前記電解槽から取り出し、前記電
着した金属の部分のみを前記回転軸から引き抜くことの
各工程を備えた高純度金属円筒体形成方法。 2)電解液を収容した電解槽と、少なくとも一部は電解
液中に浸漬され回転駆動される陰極回転軸と、浸漬され
陽極として用いられる被電着金属と、前記回転軸を支持
するための回転軸支持手段と、前記回転軸を回転させる
回転駆動手段と、前記回転軸及び前記被電着金属の間に
通電するための電源とを備えて成る高純度金属円筒体形
成装置。
[Scope of Claims] 1) A rotary shaft is rotatably supported as a cathode in an electrolytic cell filled with an electrolytic solution, and an electrodeposited metal is placed as an anode, and the rotary shaft is rotated at a predetermined speed. , applying current at a predetermined current density between the rotating shaft and the electrodeposited metal to electrodeposit the electrodeposited metal in a cylindrical shape to a predetermined thickness on the rotating rotating shaft; When the electrodeposited metal has been electrodeposited to a predetermined thickness, the rotating shaft is removed from the electrolytic bath, and only the electrodeposited metal portion is pulled out from the rotating shaft. Metal cylinder forming method. 2) An electrolytic cell containing an electrolytic solution, a cathode rotating shaft at least partially immersed in the electrolytic solution and driven to rotate, an electrodeposited metal immersed and used as an anode, and an electrodeposited metal for supporting the rotating shaft. A high-purity metal cylindrical body forming apparatus comprising a rotating shaft support means, a rotational drive means for rotating the rotating shaft, and a power supply for supplying electricity between the rotating shaft and the electrodeposited metal.
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JP2002241983A (en) * 2001-02-16 2002-08-28 Hikari Tekku Kk Method for producing sleeve
KR101379121B1 (en) * 2012-05-25 2014-04-02 대진대학교 산학협력단 Vertical Drum Rotation Electroforming Device

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